Laboratorio X - Azufre y Alumbre PDF

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El Alumbre es un tipo de sulfato doble compuesto por el sulfato de un metal trivalente, como el aluminio, y otro de un metal monovalente. Es un cristal octaédrico, que forma con facilidad conglomerados y soluciones sólidas. Los alumbres tienen diversos usos como ser, aplicaciones en las operaciones ...

Description

QUÍMICA INORGÁNICA Informe de Laboratorio Trabajo Práctico Nº: 10 Tema: Azufre y Alumbre. Objetivos:  

Reconocer las características del azufre. Verificar y reconocer los compuestos del azufre. Analizar las propiedades del H2S. Producir alumbre de potasio. Verificar el rendimiento del proceso.

Introducción: El Azufre es un no metal perteneciente al grupo VI A de la tabla periódica. En la naturaleza se encuentra combinado con muchos metales en forma de sulfuros, y en muchos minerales en forma de sulfatos, aunque también en el petróleo crudo y depósitos de gas natural. En todos los estados (sólido, líquido y gaseoso) presenta formas alotrópicas cuyas relaciones no son completamente conocidas:  En estado sólido, se reconocen dos modificaciones alotrópicas, como lo son: El Azufre Rómbico, estable a temperatura ambiente y con una estructura formada por átomos de azufre enlazados formando un anillo octoatómico alabeado; y el Azufre Monoclínico, que se produce cuando se deja cristalizar azufre fundido a mas de 96ºC. Al igual que el azufre rómbico, consiste en unidades estructurales S8, pero su distribución en el retículo cristalino es diferente.  El azufre líquido, a temperatura cercana al punto de fusión de la forma monoclínica (119ºC), es de color amarillo. Si se lo calienta, se va espesando cada vez más hasta llegar a los 200ºC, en donde posee un color rojizo. Si se continúa el calentamiento, el líquido se vuelve cada vez más fluido hasta llegar a 444ºC. Si en su estado más viscoso se vierte en agua, se forma Azufre Amorfo o Plástico, que posee un color café ámbar. Es un sólido muy blando compuesto por largas cadenas de átomos de azufre. Es bastante inestable y tiende a cambiar a azufre rómbico.  En el estado de vapor, en equilibrio con el líquido, el azufre se encuentra en forma de anillos S 8. Al ir aumentando la temperatura las moléculas se disocian, hasta encontrar azufre monoatómico por encima de 2000ºC. Entre los compuestos más importantes del azufre encontramos el Sulfuro de Hidrógeno (H 2S), un gas extremadamente venenoso y de olor desagradable; y el Ácido Sulfúrico (H 2SO4), que puro es un líquido azul viscoso, tiene propiedades ácidas y funciona como un deshidratante enérgico. El Alumbre es un tipo de sulfato doble compuesto por el sulfato de un metal trivalente, como el aluminio, y otro de un metal monovalente. Es un cristal octaédrico, que forma con facilidad conglomerados y soluciones sólidas. Los alumbres tienen diversos usos como ser, aplicaciones en las operaciones de teñido, retardar la putrefacción de un cadáver, clarificar líquidos, desodorante y antitranspirante, etc. Procedimiento Experimental:  Experiencia 1: Compuestos de Azufre – Parte I Se colocó en un tubo de ensayos 0,1 g de azufre en polvo y bajo campana vertimos aproximadamente 3 ml de HNO 3(c). Se observó el desprendimiento de un gas que se justifica mediante la reacción que se lleva a cabo, en donde el ácido concentrado oxida al azufre:

S +6. HN O3 → H 2 S O 4 + 6. N O 2+ 2. H 2 O

Calentamos la solución en baño María durante unos minutos hasta eliminar completamente el vapor que desprendía. Como la misma contenía restos de azufre, diluimos al doble de volumen y filtramos. A la solución obtenida le agregamos 3 gotas de BaCl 2, y se pudo observar la formación de un precipitado blanco. La reacción que ocurrió fue la siguiente:

H 2 S O 4 + Ba Cl2 → BaS O 4 ↓+ 2. HCl 

Experiencia 2: Compuestos de Azufre – Parte II. Colocamos en un tubo de ensayos una mezcla íntima de 0,1 g de aluminio con 0,1 g de azufre, y luego calentamos bajo campana. Se formó una pasta la cual tenía un color gris oscuro.

2. Al+3. S → Al 2 S3 Agregamos 0,5 ml de agua destilada y se observó que rápidamente se produjo una reacción que involucraba la liberación de un gas que corresponde a H2S.

Al 2 S 3+6. H 2 O→ 2. Al (OH )3 ↓+3. H 2 S Al empezar la reacción, rápidamente asentamos un papel filtro embebido en una solución de acetato de plomo. Se observó la formación de un sólido de color negro en el papel filtro, que corresponde a sulfuro de plomo y que se justifica mediante la siguiente reacción:

H 2 S+ Pb Ac2 → PbS+2. AcH 

Experiencia 3: Síntesis de Alumbre de Potasio. Pesamos 0,25 g de Aluminio en un vaso de precipitados. Por otro lado colocamos en una probeta 12,5 ml de KOH 3M. Bajo campana vertimos la solución de KOH en el vaso con aluminio, se podía observar el desprendimiento de un gas mientras agitábamos con una varilla de vidrio hasta la eliminación total del mismo. La reacción llevada a cabo fue la siguiente:

3 Al +KOH +3. H 2 O → KAl ( OH )4 + . H 2 2 Al cabo de unos 15 minutos batiendo con una varilla de vidrio, so podía observar aún aluminio sólido en el fondo, por lo que filtramos la solución. Después agregamos gota a gota 5 ml de H2SO4 9M, por lo que se formaron cristales blancos que luego desaparecieron al agregar la totalidad del ácido y al calentar la solución. Al ver que la solución se volvió límpida se colocó el vaso de precipitados con la solución en un cristalizador con agua fría. Al pasar el tiempo se observó en el vaso cristales blancos que corresponderían a alumbres de potasio. La reacción que se produjo fue la siguiente:

KAl ( OH )4 +2. H 2 S O 4 → KAl ( S O4) 2 .12 H 2 O Filtramos la solución y recogimos los cristales en el papel filtro que colocamos sobre un vidrio de reloj y que luego llevamos a secar. Una vez seco el papel se pesó el conjunto. Se restó el peso del papel filtro (0,49 g) y el del vidrio de reloj (72,63 g) y se obtuvo el valor real del alumbre obtenido, el cual fue de 4,04 g. Calculamos el rendimiento del proceso: Valor teórico: 1 mol de Al _______________________ 1 mol de Alumbre 27 g de Al _______________________ 474 g de Alumbre 0,25 g de Al _______________________ X = 4,34 g de Alumbre Rendimiento:

4,04 g Valor Real x 100=92,03 % x 100= 4,39 g Valor teórico

Conclusión: Se ha llegado a cumplir con los objetivos propuestos al comenzar con este trabajo de laboratorio. Se ha llegado a conocer los compuestos del azufre, los cuales se encontraban en forma de sulfatos y sulfuros, y sus propiedades. En cuanto al tema alumbres se puede decir que se cumplió en gran parte con las expectativas, ya que producimos el alumbre solicitado en un rendimiento bastante alto del proceso. Cuestionario 1. ¿Se puede preparar

Al 2 SO 3

por vía húmeda? ¿Por Qué?

No se puede preparar por vía húmeda ya que el ión Al3+ tenderá a hidrolizarse para formar hidróxido de aluminio. 2. ¿Qué propiedades tiene el H2S? Se conocen diversas propiedades del H2S, un gas venenoso, como ser: 

Propiedades Ácidas: Funciona como ácido débil en soluciones acuosas. Su ionización en agua funciona en dos etapas. La segunda en un grado mínimo: H2O + H2S H3O+ + HSH2O + HS- H3O+ + S2En presencia de OH-, la ionización es mucho mayor ya que el equilibrio se desplaza hacia la derecha.



Reacciones de Precipitación: Este compuesto en la práctica se utiliza para la precipitación controlada de muchos metales. Se pueden distinguir dos grupos de sulfuros.

Grupo II: sulfuros de mercurio (II), plomo, bismuto, cobre (II), cadmio, arsénico, antimonio y estaño. Grupo IV: sulfuro de níquel, cobalto, manganeso y zinc. El kps de los sulfuros del grupo II es menor al de los del grupo IV. Para lograr la precipitación de los sulfuros del grupo II sin que precipiten los del grupo IV se trabaja en medio ácido ya que el equilibrio de disociación del Sulfuro de hidrógeno se desplazará de tal manera q disminuya la concentración de iones sulfuro, por lo que favorecerá a la precipitación que queríamos.

Para la precipitación completa de los sulfuros del grupo IV, la precipitación se lleva a cabo en medio alcalino, para lograr una mayor concentración de iones sulfuros que favorecerá a la precipitación que queríamos.



Poder Reductor Es un gran agente reductor debido a la facilidad de liberar hidrógeno y de depositar azufre. Entre las reacciones más importantes encontramos:

Cl2 + H 2 S → 2. HCl+ S

+¿+S 2+¿+ 2. H ¿ 3+¿+ H 2 S →2. Fe¿ ¿ 2. Fe Bibliografía: -Cartilla de trabajos prácticos y apuntes teóricos de la cátedra. - Química Inorgánica Descriptiva - Segunda edición - Geoff Rayner Canham -Química Analítica Cualitativa – Burriel -www.wikipedia.com...